作者所在课题组主要从事microRNA和circRNA在心脏疾病发生发展过程中的分子机制研究。近期，其实验室用Arraystar circRNA芯片对不同年龄段的心肌病组织样本进行筛查，发现在新生儿心肌病组织中高表达的circ-Amotl1通过与蛋白PDK1和Akt的互作在心肌修复过程中发挥积极作用。该文章发表在国际期刊Theranostics上（影响因子8.712）。（芯片实验由康成生物提供技术服务）
研究背景：
据WHO统计，缺血性心脏病是导致死亡的主要原因之一。虽然心肌在梗死后具有一定的再生能力，但这有限的重塑性通常是不够的。心肌损伤可诱导心肌细胞和心肌成纤维细胞衰老和死亡。死细胞逐渐取代纤维瘢痕，扰乱正常的心室结构和功能。至关重要的是，心肌的年龄增长或衰老降低了其重塑再生的能力，这又进一步加剧了心血管疾病和损伤的风险。理解心脏重塑和心衰老的分子基础，对于这个严重的疾病的治疗和发展十分关键。
Akt在细胞增殖、生存和凋亡等多种细胞过程中起着重要作用。正常情况下，Akt在细胞质中处于非激活状态。磷酸肌醇依赖蛋白激酶（PDK）可以磷酸化Akt，使其成为pAkt，进入细胞核发挥调控作用。杨教授最近发现一类新非编码 RNA（circRNA）可能在心脏重塑的细胞周期进程中起着至关重要的作用。杨教授已经发现有些circRNAs已经证明可以发挥miRNA海绵作用，但大部分的作用机制尚不清楚。之前研究发现，circ-foxo3在衰老表型受伤的心肌中高表达并且可以导致衰老。杨教授推测，circRNAs可能在调节心肌组织再生中发挥重要作用。
研究思路：
为了研究CircRNA在心肌修复中发挥的作用，作者选取了3个新生儿心肌病及3个老年心肌病混合组织样本运用美国Arraystar circRNA芯片进行高通量筛选。从样本中筛选到具有两倍以上差异的分子，并从中挑选了宿主基因在心肌病中有报道的circ-Amotl1分子作为后续研究的指标。circ-Amotl1在新生儿心肌样本中显著高表达，其来源于Amotl1基因（Angiomotin-like 1）的第三外显子，为单一外显子形成的circRNA分子。qPCR验证表明，随着年龄的增加，circ-Amotl1的表达呈现逐渐下降趋势。
在功能研究方面，作者构建circ-Amotl1过表达载体，在MCF7和YPEN等多个细胞系中验证，发现该circRNA可促进细胞增殖并抑制凋亡。针对circ-Amotl1进行RNAi则抑制增殖并促进凋亡。在四环素（DOX）诱导的心肌病小鼠模型中，对小鼠注射circ-amotl1质粒能够显著缓解心肌症状。
在分子机制方面，文章重点验证了过表达circ-Amotl1会引起pAkt增多，并且抑制Akt会抑制circ- Amotl1对细胞增殖的影响。进一步，作者通过RIP实验拉取circ-Amotl1的复合物，证明其不是通过miRNA海绵来发挥作用，而是通过结合Akt和PDK1，激活Akt通路，促进其入核调控来发挥作用。
研究路线：
结果展示：
图一：Arraystar CricRNA芯片筛选的差异circRNA聚类图
图二：circ-Amotil在基因组中与宿主基因Amotl1的位置关系示意图
图三：qPCR验证circ-Amotil在新生儿中高表达，随着年龄升高表达降低
图四：circ-Amotil1通过结合Akt和Pdk1,促进Akt磷酸化及转运入核，从而促进心肌细胞增殖
研究意义：
本文通过Arraystar circRNA芯片对不同年龄病人的心肌组织进行筛选，探究了circRNA在心肌修复中的作用。研究表明，circ-Amotl1是新生儿心脏中高表达分子并可以增强心肌功能。circ-Amotl1通过结合Akt和PDK1，诱导Akt磷酸化和pAkt核转运，激活Akt信号通路，促进细胞存活和增殖，并在DOXs诱导的心肌病中起到保护作用。circ-Amotl1可作为心肌修复潜在治疗剂。
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